高硅铝比小晶粒NaY分子筛/高岭土复合物的合成及其催化裂化性能
2021-11-22王文凯王诗涵
硅酸盐通报 2021年10期
王文凯,谭 涓,王诗涵,邱 鑫
(大连理工大学化工学院,大连 116024)
0 引 言
流化催化裂化(fluid catalytic cracking, FCC)技术作为重油轻质化的核心工艺,也是石油炼制过程中的重要环节之一。全世界汽油产量的35%来自FCC工艺,我国FCC汽油的比例更高,约占汽油总产量的80%[1]。目前,全球原油资源日益趋于重质化、劣质化和高硫化,预计2030年重油产量将达到1 680万桶/d。FCC过程中重质原料油和渣油的比例逐年提高,制备性能更好的新型FCC催化剂是提高重油和渣油转化率的有效方法之一[2-3]。据统计,2020年全球FCC催化剂市场需求量约90万t,预计到2022年将以每年3.3%的速度增长,至2025年全球催化裂化催化剂市场规模将超过19亿美元[3-4]。
Y分子筛是FCC催化剂的关键活性组分,目前其合成工艺主要有两种。相较于采用传统化工原料以凝胶工艺合成的产品,以高岭土为原料合成的Y分子筛拥有更多优势[5-6],如生产成本低、催化活性高和稳定性好等。这是由于:以高岭土为原料合成的Y分子筛的比表面积更大,表面暴露的活性中心更多;高岭土中经焙烧生成的尖晶石相可以提高结构稳定性、水热稳定性和抗金属污染能力,使催化剂可适应重油催化裂化的苛刻反应环境[5,7];高岭土基质良好的孔道结构更有利于对重油进行预裂化,进而提高晶内扩散速率,减少积碳生成[6,8]。
一般而言,以高岭土为原料合成的Y分子筛的晶粒尺寸在500 nm左右,骨架硅铝比在3.5~5.5(摩尔比,下同)[9-10]。若能进一步减小高岭土合成Y分子筛的晶粒尺寸,增加其外表面活性中心的比例,则有利于重质原料油中大分子反应物的催化裂解[11]。……
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